Владимир Живетин - Системная безопасность гражданской авиации страны (анализ, прогнозирование, управление)

• Название: Системная безопасность гражданской авиации страны (анализ, прогнозирование, управление)
• Автор: Владимир Живетин
• Жанр: Математика
• Год: 2009
• ISBN: 978-5-98664-053-2, 978-5-903140-38-1

Монография посвящена разработке теоретических основ системного анализа, прогнозирования, управления рисками и безопасностью авиации. Рассмотрены методы и средства обеспечения нормативных социальных и экономических показателей риска в рамках вероятностной теории на системном уровне путем структурно-функционального синтеза и анализа. Разработанный метод доведен до инженерных методик, приводятся примеры расчетов показателей риска и безопасности.

---

Человеческие факторы [40]

Человеческая система – наиболее приспосабливающаяся часть авиационной системы. «Термин «человеческие ошибки» мало полезен в руководстве по безопасности. Хотя он может показать, где в системе произошел срыв в работе, но не в состоянии объяснить почему» [35].

Модель системы, контролирующей аварийные ситуации, взаимоотношения различных компонент управления авиасистемой, синтезированная на структурно-функциональном уровне, приведена на рис. 1.9.

Рис. 1.9

Охарактеризуем кратко внешние возмущающие факторы W, действующие на человека, изменяя его функциональные свойства [30, 31, 40]:

– физические (сила, высота, зрение и слух и т. п.);

– физиологические факторы, влияющие на внутренние интеллектуально-энергетические процессы;

– психологические факторы, влияющие на психологическую готовность к любым ситуациям;

– психосоциальные факторы (финансовые проблемы; недовольство своим положением).

Человеческие ошибки

В документах ICAO (см. стр. 13) сказано: «Человеческая ошибка считается причиной или одним из основных факторов в большинстве авиааварий. Слишком часто компетентный персонал совершает такие ошибки, хотя, безусловно, они не планировали попадать в аварию. Ошибки не являются неким типом отклонений в поведении, они – естественный продукт виртуальности всех усилий человека. Ошибки должны быть приняты как нормальный компонент любой системы, в которой взаимодействуют техника и человек. «Человек может ошибаться…»

«Погрешность – это ошибка памяти, незаметная ни для кого». Погрешности в принятии решений, так, например, в планировании, ведут к ошибкам.

Человек в процессе деятельности совершает множество ошибок, часть из которых реализует происшествия, т. е. являются опасными, а часть реализует аварии, т. е. являются катастрофическими.

При этом источниками ошибок являются:

1) внешние (относительно человека) факторы W, включающие организационные, конструкцию оборудования и т. п.;

2) внутренние факторы V, включающие обучение, личные факторы, культуру и т. п.

Можно выделить:

– запланированные ошибки;

– ошибки при выполнении (промах и погрешности) задания или своего же решения;

– грубые нарушения.

Сертификационный уровень безопасности полетов определяется при допущении, что экипаж воздушного судна безошибочно выполняет все предписанные в руководстве по летной эксплуатации действия по управлению воздушным судном в простых и сложных, в том числе аварийных условиях.

Очевидно, что при оценке общего уровня безопасности полета необходимо исходить из того, что экипаж воздушного судна, как и любая другая бортовая система, имеет ограниченную надежность, все аспекты которой должны исследоваться и учитываться. Более того, в свете поставленной ICAO задачи постоянного роста безопасности полетов необходимо постоянно искать способы обеспечения работы экипажа воздушного судна, главным образом, за счет повышения ситуационной осведомленности, а также за счет совершенствования эргономики пилотской кабины.

В соответствии с результатами статистических исследований, проводимых в США, в настоящее время надежность пилота как оператора сложного человеко-машинного комплекса, очень приближенно может быть оценена показателем: 4 ошибочных действия на 1 млн. выполненных операций. Если предположить, что в течение каждого полета экипаж выполняет около 20 важных операций, неправильное выполнение которых может инициировать развитие опасных ситуаций, то, связывая эти величины с достигнутым в настоящее время уровнем безопасности в США (2,3 катастрофы на 1 млн. полетов) и долей человеческого фактора в общем числе причин катастроф (75 %), нетрудно получить еще одну приближенную оценку, что 2 из каждых 100 ошибочных действий экипажа воздушного судна приведет к катастрофам.

Степень негативного влияния человеческого фактора на безопасность полетов в первую очередь зависит от уровня профессиональной подготовки экипажей воздушных судов. В проекте Государственной программы повышения безопасности полетов воздушных судов гражданской авиации предусмотрены необходимые мероприятия по обеспечению этого процесса.

В стрессовых ситуациях, которые возникают в процессе полета даже при неполадках, вначале непосредственно не угрожающих развитием опасных ситуаций, психоэмоциональный фактор может разрушить динамические стереотипы экипажа воздушного судна, наработанные в процессе профессиональной подготовки. По-видимому, это является основной причиной того, что доля негативного влияния человеческого фактора на уровень безопасности полетов (75–80 %) долгие годы сохранялась во всем мире независимо от степени совершенства системы обучения.

Отметим, что в наибольшей степени человеческий фактор проявляется в летных происшествиях, связанных с потерей пространственного положения, сваливания, превышения установленных предельных ограничений (15 % от общего количества катастроф), а также связанных со столкновениями исправных воздушных судов с возвышенностями (также 15 % катастроф за период с 1958 по 2001 год). Основными причинами таких происшествий являются:

1) неумение экипажей выводить самолет из сложного пространственного положения;

2) неумение экипажей распознавать ненормальную работу пилотажно-навигационного комплекса;

3) отсутствие контроля за параметрами полета в процессе возникновения и развития особой ситуации;

4) неправильная работа с функциональными системами самолета, в том числе:

– пропуск операций (невыпуск закрылков перед взлетом, нерасстопоривание рулей перед взлетом, невключение реверса тяги двигателей на посадке, невключение противообледенительной системы в условиях обледенения);

– неправильное выполнение операций (неправильный ввод координат радиомаяка в вычислитель бортовой навигационной системы);

– непреднамеренное включение или выключение той или иной функциональной системы в полете (выпуск интерцепторов на взлете, включение реверса тяги двигателя в воздухе, выключение питания авиагоризонта и др.).

Для уничтожения ошибок летчика вводятся система предупреждения о приближении опасности.

Существующие системы предупреждения об опасном сближении с землей (ССОС-1, ССЩС-2, СППЗ) достаточно эффективно работают только при полетах над слабопересеченной местностью, поскольку построены на использовании сигналов от барометрического и радиовысотомеров. В сильнопересеченной и горной местности указанные системы малоэффективны по принципу действия. ICAO рекомендуется усовершенствованная EGPWS, основанная на использовании спутниковой навигации и цифровой карты местности.

Предполагается также реализовать рекомендации Международного авиационного комитета по расширению комплекса технических средств, позволяющих свести к минимуму влияние перечисленных выше ошибочных действий экипажей воздушных судов. К таким средствам должны относиться:

– усовершенствованные световые и звуковые сигнализаторы режимов работы систем при выходе параметров полета за ограничения;

– расширенная номенклатура бортовых устройств, подсказывающих экипажу необходимость выполнения определенных действий;

– блокировки, предотвращающие неправильное использование систем;

– активные средства вмешательства в парирование особых ситуаций.

Следующим важнейшим направлением должна являться работа по усовершенствованию и развитию интерфейсов в системе «Экипаж – воздушное судно – окружающая среда» [18] (разработка более совершенных форматов представления визуальной информации, звуковой сигнализации, усовершенствование пультов управления). Особое внимание должно быть уделено разработке интегрированных пультов управления с целью сокращения общего количества органов управления и решения задачи блокировки возможных неправильных действий экипажа.

В ряде случаев психоэмоциональный фактор оказывается настолько сильным, что сценарий катастрофической ситуации развивается, несмотря на наличие всех предупредительных сигналов (например, взлет с невзлетной конфигурацией, несмотря на выдачу сигнала «к взлету не готов», упорное приближение к сваливанию при наличии предупреждающих сигналов о нарушении режимов по скорости и углу атаки). Для таких случаев в интегрированном комплексе бортового оборудования должны быть предусмотрены режимы принудительного вывода воздушного судна в область безопасных параметров полета на базе теории структур [60].

В рамках следующего направления работ должны быть специализированные исследования особенностей психоэмоционального состояния экипажа воздушного судна в различных условиях полета, в том числе в стрессовых состояниях.

С учетом вышеизложенного приведем перечень новых функций комплексов БРЭО (бортового электронного оборудования), который должен быть основой для разработки программных мероприятий, направленных на снижение негативного влияния человеческого фактора на безопасность полетов: